本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
製造更輕、更便宜、更持久的電池的能力對於下一代電子產品（從手機和平板電腦到電動汽車）的開發和應用至關重要。鋰離子電池的進步幫助智慧手機變得更纖薄，並將日產聆風和雪佛蘭沃藍達等汽車推向市場。然而，鋰也可能是不穩定的，並被指責導致小工具甚至沃藍達測試車輛發生電氣火災。調查鋰離子電池或任何其他電池的故障很困難，因為任何事後分析都需要開啟電池才能看到內部，從而破壞電池。一種新技術可以避開這個問題。
來自英國劍橋大學、紐約大學 (NYU) 和紐約州立大學石溪分校的研究團隊表示，他們已經開發出一種使用磁共振成像 (MRI) 非侵入性地檢查電池的方法。研究人員專注於更好地瞭解鋰沉積物如何在充電後積聚在電極和其他位置以及原因。
通常情況下，最好避免在 MRI 附近放置任何金屬，因為擔心將金屬變成彈射物。（MRI 強大的磁場會強烈吸引任何附近的金屬物體。*）此外，金屬的導電錶面會阻擋射頻場，因此 MRI 不會揭示關於金屬物體深處的太多資訊。
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研究人員在週日發表在《自然·材料》上的報告中表示，這不是問題。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）MRI 的無線電波可能無法穿透電池中的金屬，但它們可以掃描和測量電池表面的特徵。這些測量結果可用於重建電池的二維或三維數字影像，包括可能聚集在電池電極上的任何鋰沉積物。研究人員表示，這些沉積物可能導致過熱、電池故障，甚至可能導致火災或爆炸。
伊利諾伊州阿貢國家實驗室的研究人員在 2001 年首次使用核磁共振 (NMR) 光譜學從外部研究電池內部鋰離子的運動(pdf)，但紐約大學化學教授 Alexej Jerschow 說，這項工作“沒有提供我們的技術提供的詳細程度”，他也參與了這項研究。“例如，我們能夠獲得電池充電前後的 3D 影像。”
MRI 也被證明比 NMR 更準確，後者無法提供關於電池內部發生情況的詳細資訊。掃描電子顯微鏡是另一種用於研究電池的工具，它需要切開電池。“不僅在這個過程中會破壞電池，而且暴露在空氣中會改變表面，因此這種技術實際上並沒有研究電極的工作狀態，”Jerschow 說。“MRI 是非破壞性的，因此您可以拍攝功能正常的電池的影像，就像可以對人體進行 MRI 掃描一樣。”
Jerschow 和他的同事正在繼續改進他們的方法，以提高影像解析度並減少獲得影像所需的時間。
*澄清（2012 年 2 月 15 日）：測試期間使用的電池和鋰本身都不是磁性的。
影像：原始（未充電）狀態和通電流後的 MRI。圖片由 S. Chandrashekar、Nicole M. Trease、Hee Jung Chang、Lin-Shu Du、Clare P. Grey、Alexej Jerschow 和 《自然·材料》提供